최근 글로벌 완성차 업체들은 수소전기차용 연료전지 개발과 상용화에 나서는 가운데, 연료전지 발전 사업은 확대될 것이란 관측이 제기됐다.

한국자동차연구원(한자연)은 7일 발표한 산업동향 보고서를 통해 최근 현대자동차와 일본 토요타, 독일 다임러 AG 등 국내외 주요 완성차 업체들을 중심으로 수소전기차용 연료전지를 이용한 발전시스템을 구축하려는 시도가 늘고 있다고 밝혔다.

실제 현대자동차는 지난 2월부터 한국동서발전, 덕양 등과 함께 수소차 ‘넥쏘’에 탑재되는 연료전지를 활용한 1메가와트(㎽)급 발전시스템 실증을 시작했다.

또, 일본 토요타는 수소차 ‘미라이’의 연료전지를 활용해 지난 2019년 9월부터 자사 공장에서 100킬로와트(㎾)급 발전기를 실증하고 있다. 지난해 6월부터는 도쿠야마 제조소의 부생수소를 이용한 50㎾급 발전기를 실증하고 있다.

독일 다임러 AG와 영국 롤스로이스는 다임러와 볼보가 공동으로 개발하는 연료전지 시스템을 이용해 비상발전기 개발에 협력하겠다는 계획을 지난해 5월 발표했다.

이와 관련해 한자연은 수소전기차에 탑재되는 고분자전해질형 연료전지(PEMFC)는 신뢰성과 가동성이 우수하며 다양한 용도로 활용될 수 있다고 설명했다.

한자연에 따르면 고분자전해질형 연료전지는 고체 전해질을 사용하기 때문에 부식이나 전해질 관리의 문제가 상대적으로 적어 신뢰성이 높다. 또 다른 연료전지와 비교해 낮은 통상 섭씨 80도(℃) 이하에서 작동해 시동을 빨리 걸 수 있다.

또 발전용으로 사용할 경우 입지 조건이 까다롭지 않고 고정형이나 이동형, 소형·중형·대형 등으로 다양하게 활용할 수 있다.

다만 높은 효율을 내기 위해 연료가 되는 수소에 불순물이 없어야 하고 저온 가동으로 폐열을 활용하기도 상대적으로 어려운 점은 단점으로 꼽힌다. 또 백금을 촉매로 활용해 단가가 상대적으로 비싼 점도 단점이다.

한자연은 고분자전해질형 연료전지는 수소공급이 필요해 단기간 내 대규모 발전이 어렵지만 앞으로 분산형 재생에너지 발전 시스템과 그린수소 생산·사용 체계가 활성화되면 입지 조건의 유연성에 대한 장점이 부각될 것으로 내다봤다.

한자연은 수송 등 여러 분야에서 폭넓게 활용할 수 있어 대량 생산을 통해 단가를 낮출 수 있고 수소차용 연료전지를 모듈화해 발전에 활용하는 것도 용이하다고 부연했다.

더불어 한자연은 수소차 연료전지의 기술변화는 신기술 도입으로 자동차 출시와 같은 5년 내외로 내구연한에 도달한 연료전지 교체 시 성능 개선과 효율 향상이 가능할 것으로 전망했다.

[신아일보] 이성은 기자

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